Foliar Resistance to Fall Armyworm in Corn Germplasm Lines that Confer Resistance to Root-and Ear-Feeding Insects

Xinzhi Ni, Yigen Chen, Bruce E. Hibbard, Jeffrey P. Wilson, W. Paul Williams, G. David Buntin, John R. Ruberson, Xianchun Li

Abstract


A holistic approach to developing new corn germplasm that confers multiple insect resistance in various plant tissues at different growth stages was examined. Eight corn germplasm lines were examined for their foliar resistance to fall armyworm [Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)] and natural enemy attraction at V6-V8 (or 6-8 leaf) stages in 2008 and 2009. Four corn germplasm lines with known levels of resistance to root- and ear-feeding insects [‘CRW3(S1)C6’, ‘B37*H84’, ‘SIM6’ and ‘EPM6’], and four germplasm entries with different levels of S. frugiperda resistance (‘Mp708’, ‘Ab24E’, ‘FAW7061’ and ‘FAW7111’) were evaluated in the study. All plants were manually infested with 15-20 neonate S. frugiperda larvae per plant, and injury was rated 7 and 14 d after infestation. Based on cluster analysis of S. frugiperda injury rating and predator survey data, ‘Mp708’ and ‘FAW7061’ were the most resistant, whereas ‘Ab24E’ and ‘EPM6’ were the most susceptible to fall armyworm feeding. The western corn rootworm-resistant ‘CRW3(S1)C6’ showed resistance to S. frugiperda feeding. Surveys for the diversity and abundance of predators of S. frugiperda in each experimental plot were also conducted 7 d after infestation. ‘CRW3(S1)C6’ and ‘Ab24E’ had the highest and lowest predator abundance, respectively. However, there was no direct correlation between S. frugiperda injury ratings and predator abundance. The current study demonstrated the feasibility of developing foliage-, root-, and ear-feeding insect-resistant germplasm covering multiple corn growth stages. In addition, the possibility of utilizing plant volatiles to attract predators, and reduce pest populations and crop damage is discussed.

Se examinó una aproximación holística para desarrollar nuevo germoplasma de maíz con resistencia múltiple a insectos en varios tejidos y estados de desarrollo de las plantas. Ocho líneas de germoplasma fueron evaluadas para determinar su resistencia foliar a Spodoptera frugiperda (J. E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) y su atracción de enemigos naturales en las etapas V6-V8 (hojas 6-8) durante los años 2008 y 2009. Se evaluaron cuatro líneas de germoplasma con niveles conocidos de resistencia a insectos que se alimentan de raíces y mazorcas [‘CRW3(S1)C6’, ‘B37*H84’, ‘SIM6’ y ‘EPM6’], y cuatro con diferentes niveles de resistencia a S. frugiperda (‘Mp708’, ‘Ab24E’, ‘FAW7061’ y ‘FAW7111’). Las plantas fueron infestadas manualmente con 15-20 larvas neonatas de S. frugiperda cada una, y el nivel de daño evaluado 7 y 14 días después de la infestación. Basándose en un análisis tipo ‘cluster’ de ‘Mp708’ y ‘FAW7061’ fueron las más resistentes, mientras que ‘Ab24E’ y ‘EPM6’ fueron las más susceptibles a alimentación por parte de S. frugiperda. La línea resistente al barrenador de raíz ‘CRW3(S1)C6’ mostró resistencia a alimentación por parte de S. frugiperda. Los muestreos de diversidad y abundancia de depredadores de S. frugiperda en cada lote experimental también se realizaron 7 días después de la infestación. ‘CRW3(S1)C6’ y ‘Ab24E’ tuvieron la más alta y más baja abundancia de depredadores, respectivamente. Sin embargo, no hubo una correlación entre el daño registrado y la abundancia de depredadores. Este estudio demostró que es posible desarrollar germoplasma de maíz resistente al ataque de insectos plaga de follaje, raíz y mazorcas, cubriendo múltiples estadios de crecimiento. Adicionalmente, se discute la posibilidad de utilizar volátiles de plantas para atraer depredadores y reducir poblaciones de plagas y el daño al cultivo.

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